是时候升级到卧式加工中心了吗?让我们考虑一些将 HMC 与立式机器区分开来的结构、应用和设计因素。

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通常,对于必须加工多个侧面或表面的棱柱形零件,车间应考虑使用 HMC。很好的例子是阀体或飞机部件。HMC 的典型应用包括高产量、尺寸更小的零件或运行时间更长的工作。这并不是说不能在 HMC 上加工平板或板材,因为它可以。然而,这种类型的工作必须通过使用适当的夹具来克服重力的一些小挑战。简而言之,卧式机器比立式机器更灵活。

任何考虑购买 HMC 的人首先想到的是成本。HMC 的购买成本通常是 VMC 的三倍:大约 375,000 美元,而普通 VMC 的购买成本为 15,000 美元。注意,我说的不是成本的三倍,而是采购成本的三倍。如果您想购买当今市场上技术最先进的 HMC,包括理想的选件和配件,您可以轻松花费 100 万美元。

为什么要买卧式?

简单的答案是生产力和利润。Horizo​​ntals 可以轻松完成同类 VMC 的三倍工作。此断言假定保持机器忙碌的工作负载是可用的。毫无疑问,您可以使用 HMC 在更短的时间内完成更多工作。随着产量的增加,车间的吞吐量大大提高。由于可以在 HMC 上的一次设置中完成多项操作,因此必须在车间内移动更少的在制品,从而提高效率。

在许多应用中,一个 HMC 可以很容易地替代三到四个垂直。这意味着一个 HMC 操作员可以完成三个 VMC 操作员的工作,从而降低了劳动力成本。虽然 HMC 每月的财务费用可能比 VMC 高 4,800 美元,但一台 HMC 的每月人工成本可能比 VMC 相同产量的低 7,200 美元。此外,由于 HMC 通常具有更多相关的自动化,操作员可以对其投入较少的注意力,使他或她能够运行另一个单元、操作其他设备或执行检查。

主轴利用率

在任何数控机床上赚钱都需要保持主轴运转,以便在最少的操作员干预下制造芯片。大学研究人员进行的一项调查发现,“以主轴运行时间衡量,VMC 利用率平均为 25%。 HMC 利用率通常为 85%。”一家精通 VMC 的车间可能有 30% 到 35% 的利用率,但这仍然大大低于 HMC 的利用率。

在典型的 8 小时轮班中,HMC 减少约 7 小时,而 VMC 每班减少约 2 小时。在每周工作 5 天的情况下,如果 HMC 每天运行另一个班次,则每周可多获得 35 小时的切削时间,如果每周运行 6 天则更多。)仅运行一个班次,HMC 的总切削时间增加一年可以超过 1,200 小时。只要您有工作保持机器满载,水平的增加成本几乎变得微不足道。

翻转零件

每当操作员必须打开 VMC 的门以装载或卸载零件、去除切屑、执行过程中质量检查或翻转零件时,都必须停止主轴。如果该零件需要在六面进行加工,则操作员必须总共移动零件七次(加载、重新定位五次、卸载)。当在 HMC 上加工同一零件时,操作员仅接触该零件 3 次(装载、重新定位、卸载)。生产力和效率明显提高。此外,使用自动托盘更换器,操作员可以在主轴继续切割工作区内托盘上的零件时处理这些步骤。还可以提高质量,因为 HMC 需要较少的操作员干预,从而减少了加载错误或其他失误的机会。

机器设计注意事项

关于箱形导轨还是直线导轨更好的争论由来已久。在讨论 VMC 时,人们可能会争辩说没有足够的差异来使这一选择变得重要。HMC 的情况则不同。在 HMC 上,线性导轨已被证明更适合铝等材料的更高轴行程速度,因为加速和减速率可以更快。因此,可以显着减少循环时间。一些直线导轨 HMC 在不牺牲机器刚性和不产生过多热量的情况下达到 1G 加速度。

但是,对于某些 HMC 应用,盒式方式可能会更好。尽管具有箱形导轨的 HMC 具有较慢的最大可编程进给速率,但在可能遇到高切削力的操作中性能得到了改善。对于钛、超级合金和工具钢等坚韧材料的重切削,推荐使用箱形刀具。采用箱形槽的 HMC 将提供出色的表面处理,即使在坚硬材料的较重切割中也是如此。主轴头在 HMC 上的构造方式通常非常严格。这种设计可抵抗切削力的变形,从而实现更重的切屑负载并延长刀具寿命。一些具有较大工作范围的 HMC 具有双 Y 轴滚珠丝杠,以支持按比例增加的 Y 轴和 X 轴重量。

HMC 是为刚性而设计的,因此它们往往比相同尺寸的 VMC 重得多。(平均 40 x 20 英寸的 VMC 可能重 16,000 磅,而相同尺寸的 HMC 可能重超过 40,000 磅。)由于 HMC 的重量更大,这种机器的基础更为关键比VMC。基础必须符合 HMC 制造商的规范,并且机器必须正确放置和系紧。这可以防止机器在重切削时“弹跳”。

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